JP2008167039A - 画像処理装置、画像形成装置及び画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿Ｄの両面を２つの読取部によって同時に読み取った読取画像に対し、適切なシェーディング補正を行う。
【解決手段】２つの読取部の光源が点灯するそれぞれのタイミングに応じて区分けされた画像領域ごとに、一方点灯用と双方点灯用のシェーディング補正データを準備し、異なるシェーデングデータを切り換えることにより適切なシェーディング補正を行うシェーディング補正手段を備え、前記一方点灯用シェーディング補正データは、前記２つの読取部の一方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するために、双方点灯用シェーディング補正データは、前記一対の読取部の双方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するために使用される。
【選択図】図１０

Description

本発明は、読取画像に対して、シェーディング補正を行う画像処理装置、画像形成装置及び画像読取装置に関する。

原稿の画像データを読み取る読取部は、主な構成要素として、原稿に光を照射する光源と光量信号を電気信号へ変換する固体撮像素子を備える。
この読取部を２つ用いて原稿を挟んで対向する位置に配置し、一対の読取部とすれば（一方を第１読取部、他方を第２読取部とする）、第１読取部により原稿の表面を、第２読取部により原稿の裏面を同時に読み取ることができる。

第１読取部では、光源から照射された光が原稿の表面に照射され、原稿の表面からの反射光を固体撮像素子が受光する。一方、第２読取部も同様に、原稿の裏面からの反射光を固体撮像素子が受光する。
つまり、原稿の両面に向かって各読取部の光源から光が照射されるため、一方の光源からの照射光が原稿を透過し、この透過光が他方に位置する固体撮像素子により受光されてしまう。この透過光は、一方の光源が点灯した時と比べて読取画像に一層の輝度差を生じる原因となる。

そこで、対向側の透過光の影響を回避するため、例えば特許文献１又は２に記載の技術が開示されている。
特許文献１によれば、第１読取部の光源と第２読取部の光源が同時に点灯しないよう交互に切替え制御を行う。原稿読取処理の前半は表面側の光源を点灯し、裏面側の光源を消灯して原稿の表面の読み取りを行い、原稿読取処理の後半は裏面側の光源を点灯し、表面側の光源を消灯して原稿の裏面の読み取りを行う。すなわち、点灯する光源は常に一方だけとすることにより、各読取部は対向側の光源からの透過光を遮断している。

また、特許文献２によれば、原稿の表面側と裏面側の双方の光源を同時に点灯して原稿の両面を読み取る処理を行うときは、表面と裏面の何れか一方の光源だけを点灯して原稿の片面を読み取るときよりも読取濃度を下げる処理を行う。これにより、透過光を受光する場合としない場合とで読取濃度を等しくする技術が開示されている。
特開平９−３２１９４７号公報 特開２００３−３２４４３号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、原稿の両面を読み取る処理の過程において、第１読取部と第２読取部の光源を常に何れか一方のみ点灯させるように動作させる必要がある。従って、各読取部に用いられる光源には、優れた点滅性能及び光量出力性能が必要とされるためコストが嵩む。また、通常の光源を用いた場合であれば原稿の読取速度を制限する必要が生じてしまい、操作性を欠くため好ましくない。

また、特許文献２の技術では、第１読取部と第２読取部とが原稿の移動方向において相対的に離れて配置されている。したがって、それぞれの光源は原稿の全ての領域において常時点灯しているわけではなく、各読取部の光源の点灯タイミングは前後する。すなわち、読み取られた原稿画像には、第１読取部又は第２読取部の何れか一方のみ点灯している領域（つまり透過光の影響が無い領域）と、双方が点灯している領域（つまり透過光が影響する領域）とが含まれることとなる。このため、上述のように全ての画像領域に対して画一的に読取濃度を下げてしまうと適切なシェーディング補正を行うことができない。

本発明の課題は、原稿の両面を２つの読取部によって同時に読み取った読取画像に対し、適切なシェーディング補正を行うことである。

請求項１に記載の発明は、
光源を有する２つの読取部によって、原稿の表面及び裏面の画像が同時期に読み取られた読取画像に対して、前記２つの読取部の一方が点灯した際に読み取られた一方点灯時の画像領域と、前記２つの読取部の双方が点灯した際に読み取られた双方点灯時の画像領域とで異なるシェーディング補正データを切替えてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、
前記シェーディング補正データは、前記２つの読取部の一方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための一方点灯用シェーディング補正データと、前記一対の読取部の双方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための双方点灯用シェーディング補正データと、を含み、
前記シェーディング補正手段は、前記読取画像において一方点灯の画像領域に対しては一方点灯用シェーディング補正データを用いて、双方点灯の画像領域に対しては双方点灯用シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において
前記シェーディング補正データは、前記読取部による読取画像の最高輝度値又は最低輝度値を示すデータであって、白色基準板又は黒色基準板を用いて作成され、
前記シェーディング補正手段は、前記シェーディング補正データを用いて読取画像の輝度値を出力画像の階調に対応させるシェーディング関数を算出し、当該シェーディング関数によってシェーディング補正を行うことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、
光源を有する２つの読取部によって、原稿の表面及び裏面の画像を同時に読み取る読取装置と、
前記読み取られた表面及び裏面の読取画像において、前記２つの読取部の一方が点灯した際に読み取られた一方点灯時の画像領域と、前記２つの読取部の双方が点灯した際に読み取られた双方点灯時の画像領域とで異なるシェーディング補正データを切替えてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、
光源を有する２つの読取部によって、原稿の表面及び裏面の画像を略同時期に読み取る画像読取装置であって、
前記各読取部の読取位置における原稿画像上の位置と、前記各読取部のそれぞれの光源の点灯状態に基づいてシェーディング補正データを選択するシェーディング補正データ選択手段と、
選択したシェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、
前記シェーディング補正データは、前記２つの読取部の一方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための一方点灯用シェーディング補正データと、前記一対の読取部の双方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための双方点灯用シェーディング補正データと、を含み、
前記シェーディング補正手段は、前記読取画像において一方点灯の画像領域に対しては一方点灯用シェーディング補正データを用いて、双方点灯の画像領域に対しては双方点灯用シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うことを特徴としている。

本発明に係る画像処理装置によれば、２つの読取部によって同時に読み取られた原稿の両面の画像データに対して、反射光と透過光とが組み合わされた光量の変化に応じたシェーディング補正データを施すことができる。これにより、読取部の光源に優れた点滅性能等を使用する必要はなく、コスト面において好ましい。また、透過光の影響を低減させることで輝度差をなくした画像データを生成することができる。

以下、本発明による画像処理装置について最適な実施形態の構成及び動作について図面を用いて詳細に説明する。
本実施形態では、２つの読取部を備えた画像形成装置に本発明を適用した例を説明する。

図１に、画像形成装置１００を示す。
画像形成装置１００は、主に自動原稿搬送装置１０、読取部２０、読取制御装置２００、画像処理部４０を含む本体部３０から構成されている。

その他、画像形成装置１００は表示部５０、操作部６０、プリンタ部７０等を備える。
表示部５０はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）を備え、このＬＣＤ上にプリント操作するための各種操作画面を表示させる。
操作部６０は、プリント開始を指示するためのスタートキーや数字キー等の各種機能キーを備え、これら機能キーが操作されると、対応する操作信号を制御部４１に出力する。
プリンタ部７０は、画像処理部４０から入力される画像データに基づいて電子写真方式によりプリント出力を行う。

図２は、自動原稿搬送装置１０及び読取部２０の構成を示す図である。
自動原稿搬送装置１０は、原稿トレイ１１、導入ローラ対１２、給送ローラ対１３、プラテンガラス１４、排出ローラ対１５、排出トレイ１６及び原稿位置センサ装置１７から構成される。

原稿トレイ１１には、原稿Ｄが配置される。一度に置かれる原稿Ｄの枚数は複数枚でもよく、原稿Ｄの形状は枚葉紙である。

導入ローラ対１２は、原稿トレイ１１に置かれた原稿Ｄを一枚ずつ分離して搬送経路上の給送ローラ対１３に原稿Ｄを搬送する。

給送ローラ対１３は、導入ローラ対１２から搬送された原稿Ｄをタイミングを計りながらプラテンガラス１４上に搬送する。原稿Ｄはプラテンガラス１４上を通過して排出ローラ対１５に搬送される。

排出ローラ対１５は、プラテンガラス１４上を搬送された原稿Ｄを排出トレイ１６に排出する。排出トレイ１６には原稿読取処理を終えた原稿Ｄが排出される。

原稿位置センサ装置１７は、例えば光センサ等が適用され、原稿Ｄがプラテンガラス１４上を移動する原稿Ｄの始端と終端を検知する。

次に、読取部２０について説明する。
読取部２０は、図２に示すように、原稿Ｄを挟んで対向する位置に配置される第１読取部２１及び第２読取部２２からなる。ここでは、第１読取部２１が読み取る原稿面を表面、第２読取部２２が読み取る原稿面を裏面という。第１読取部２１及び第２読取部２２は、読み取った原稿画像の画像信号（アナログ信号）を画像処理部４０へ出力する。

図３を参照して、第１読取部２１の概要構成図を説明する。図３（ａ）は第１読取部２１の外観図、図３（ｂ）は副走査方向の断面図である。
第１読取部２１は、光源２３、ロッドレンズアレイ２４、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）２５を備える。

光源２３は、ＬＥＤ２３１、導光体２３２、保持部材２３３から構成される。

ＬＥＤ２３１は、複数使用して二次元的又は三次元的に配置される。三次元的に配置することにより、二次元的に配置した場合と比較して発光量を高めることができる。要求される発光量が得られるのであれば、複数でなくとも単数のＬＥＤを使用することにしても良い。ＬＥＤ２３１の点灯タイミングは後述する読取制御装置２００により制御される。

導光体２３２は、ガラス等の光透過部材により形成されている。導光体２３２には、拡散面と出射面が形成されており（図示省略）、拡散面は光反射率の高い反射シートが貼付されたり、反射膜が塗布されたりして拡散率を高める構成となっている。導光体２３２の出射面は保持部材２３３の開口部に配置され、ＬＥＤ２３１から発せられた光が入射される。導光体２３２はこの光を内部で乱反射させて原稿Ｄに照射する。

保持部材２３３は、光反射率の高い光不透過部材で形成されている。保持部材２３３内面は光反射率の高い反射シートが貼付されたり反射膜が塗布されたりして、反射率を高める構成となっている。保持部材２３３は、空気層を挟んで導光体２３２を覆うように配置され、導光体２３２から漏れた光を再び導光体２３２に入射させる。保持部材２３３を設置することによって、光の減衰損失を低下させることができる。

ロッドレンズアレイ２４は、主走査方向に一列に配置された複数の円柱状のレンズ（ロッドレンズ）から構成される。ここで、主走査方向とは原稿Ｄが搬送経路上を移動する方向と垂直を成す方向であり、原稿Ｄが移動する方向を副走査方向という。
各ロッドレンズは後述のＣＩＳ２５と一対一に対応して配置される。ロッドレンズアレイ２４は、原稿Ｄからの反射光を受光してこの光を原稿Ｄと等倍率でＣＩＳ２５へ結像させる。これにより、ＣＩＳ２５上には原稿Ｄの読取部分の光学像が結像される。

ＣＩＳ２５は、主走査方向に一列に配置された複数の固体撮像素子２５１からなる。ＣＩＳ２５は、ロッドレンズアレイ２４によって結像された光量の大小を光信号として所定の周期で読み取る。ＣＩＳ２５は光量信号から電気信号へ変換し、変換した電荷を所定の時間蓄積して後に出力する。ＣＩＳ２５が受光した光を電荷に変えて蓄積する時間を光電変換時間、蓄積された電荷を出力する時間を電荷出力時間とし、これらの時間は後述する読取制御装置２００によって制御される。

次に、図４を参照して、第２読取部２２の概要構成を説明する。
第２読取部２２は、図４に示すように走査光源部２６、走査ミラー部２７、結像レンズ２８、ＣＣＤイメージセンサ２９を備える。

走査光源部２６は、光源２６１及び第一ミラー２６２から構成される。光源２６１は原稿Ｄに光を照射し、第一ミラー２６２は原稿Ｄからの反射光を受光して走査ミラー部２７へ反射させる。

走査ミラー部２７は、第二ミラー２７１、第三ミラー２７２から構成される。第二ミラー２７１は走査光源部２６からの反射光を受光して第三ミラー２７２へ反射させ、第三ミラー２７２は第二ミラー２７１からの反射光を受光して結像レンズ２８へ反射させる。

結像レンズ２８は、走査ミラー部２７からの反射光を受光してＣＣＤイメージセンサ２９の受光面に結像する。

ＣＣＤイメージセンサ２９は、固体撮像素子であるＣＣＤ（Charge Coupled Device）から構成される。ＣＣＤイメージセンサ２９は、結像レンズ２８によって結像された光量の大小を光量信号として読み取り、光量信号を電気信号へ変換して出力する。

上述してきたように、本実施形態における読取部２０は第１読取部２１と第２読取部２２から構成される。しかし、これに限らず、例えば第２読取部２２を第１読取部２１と同一の構成としても良い。

次に、読取制御装置２００について説明する。
図５は、読取制御装置２００及び画像処理部４０の機能ブロック図である。

読取制御装置２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、メモリ２０４、モータドライバ２０５、光源ドライバ２０６、センサドライバ２０７を備える。

ＣＰＵ２０１は、モータドライバ２０５、光源ドライバ２０６、センサドライバ２０７の各部の動作を制御して、自動原稿搬送装置１０、第１読取部２１及び第２読取部２２による原稿読み取り動作に係る全体処理を統括的に制御する。
また、入出力インターフェース８０を介して外部装置から制御信号が入力されると制御信号に同期させてデジタル画像データを外部装置へ出力する制御を行う。

ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が統括制御を行うためのプログラムや各種参照データを記憶する。また、ＲＡＭ２０３やメモリ２０４は、プログラムや各種データを一時的に記憶する。

モータドライバ２０５は、自動原稿搬送装置１０の導入ローラ対１２、給送ローラ対１３及び排出ローラ対１５のパルスモータの回転駆動を制御し、回転タイミングと回転速度を決める。導入ローラ対１２、給送ローラ対１３及び排出ローラ対１５の回転タイミングと回転速度に従って、原稿トレイ１１に積載された原稿Ｄを所定のタイミングでかつ所定の速度で移動させるために導入ローラ対１２、給送ローラ対１３及び排出ローラ対１５のパルスモータの回転駆動を制御する。

光源ドライバ２０６は、第１読取部２１及び第２読取部２２の各光源の点灯と消灯のタイミングを制御する。

センサドライバ２０７は、第１読取部２１及び第２読取部２２の固体撮像素子２５１を駆動させ、固体撮像素子２５１の光電変換時間及び電荷出力時間の周期を制御する。センサドライバ２０７は、光電変換時間に固体撮像素子２５１へ蓄積された電荷を電荷出力時間に各読取部２１及び２２から画像処理部４０に出力させる。

次に、本体部３０の各構成要素について説明する。
本体部３０は、画像処理部４０、制御部４１、記憶部４２、ＤＲＡＭ制御部４３、ＤＲＡＭ４４から構成されている。
画像処理部４０については後述することとし、制御部４１は、記憶部４２に記憶されているシステムプログラム、プリント処理プログラム等の各種制御プログラムに従って、画像形成装置１００の各部の動作を集中制御する。
記憶部４２は、制御部４１で実行される各種制御プログラムの他、各部で必要なパラメータやデータ等を記憶している。
ＤＲＡＭ制御部４３は、ＤＲＡＭ４４に記憶された画像データの入出力を制御する。
ＤＲＡＭ４４は、画像データを記憶する画像メモリである。

次に、画像処理部４０の各構成要素について説明する。
画像処理部４０は、アナログ信号処理部４１１、デジタル信号処理部４２２を備える。
アナログ信号処理部４１１は、アナログ信号補正部４０１、Ａ／Ｄ変換部４０２から構成される。

アナログ信号補正部４０１は、各読取部２１及び２２から出力された画像信号（アナログ信号）に対してオフセット補正、増幅補正、雑音除去等の信号処理を行う。信号処理した画像信号は、Ａ／Ｄ変換部４０２に出力される。

Ａ／Ｄ変換部４０２は、アナログ信号補正部４０１から出力された画像信号を所定のビット深度のデジタル画像信号（以下、画像データという）に変換する。

デジタル信号処理部４２２は、シェーディング補正部４０３やその他の信号処理部（図示省略）を備える。デジタル信号処理部４２２は、アナログ信号処理部４１１から出力された画像データに対してシェーディング補正、ガンマ補正、欠陥画素補間処理、フィルタ処理等のデジタル信号処理を行う。デジタル信号処理部４２２が行う各種のデジタル信号処理の一部又は全部は、プログラムによってＣＰＵ２０１が行うことができる。

ここで、シェーディング補正部４０３が行うシェーディング補正について説明する。
シェーディング補正とは、読取部２０によって読み取られた画像データにおいて画像の周辺部が中心部と比較して暗いといった読取部２０に起因して生じる輝度ムラを解消するために行われる補正であって、画像全体が平均的に一様な明るさとなるようにする補正をいう。シェーディング補正は、光源の照明強度の偏移、集光レンズの収差による光量の偏移、個々の固体撮像素子２５１の感度の偏移等を補正する。
シェーディング補正部４０３はシェーディング補正にあたり、シェーディング補正データを用いる。シェーディング補正部４０３は、予め２つの読取部２１及び２２に対応するシェーディング補正データを記憶している。

シェーディング補正データには、一方点灯用と双方点灯用の２種類のシェーディング補正データがあり、それぞれにつき、白基準シェーディング補正データと黒基準シェーディング補正データの２種類がある。つまり、計４つの類型のシェーディング補正データがある。
以下、一方点灯用の白基準シェーディング補正データを一方点灯用白基準シェーディング補正データ、一方点灯用の黒基準シェーディング補正データを一方点灯用黒基準シェーディング補正データ、双方点灯用の白基準シェーディング補正データを双方点灯用白基準シェーディング補正データ、双方点灯用の黒基準シェーディング補正データを双方点灯用黒基準シェーディング補正データという。

図６に、上記４つの類型のシェーディング補正データを示す。
ここでいう「一方点灯」、「一方消灯」とは、第１読取部２１又は第２読取部２２のいずれか一方の光源が点灯又は消灯している場合をいい、「双方点灯」、「双方消灯」とは第１読取部２１及び第２読取部２２の双方の光源が点灯又は消灯している場合をいう。
また、「白基準」は白色基準板を使用した場合に点灯側の読取部２０で作成されるシェーディング補正データを示し、「黒基準」は白色基準板を使用した場合に消灯側の読取部２０で作成されるシェーディング補正データを示す。白色基準板は主走査方向の原稿幅以上の長さを有し白色で全面に均一な光反射特性をもつ基準板である。これに対し、黒色基準板は全面が黒色のものである。以下に説明する本実施形態においては、白色基準板を使用して「白基準」及び「黒基準」のシェーディング補正データを作成することとしたが、「黒基準」のシェーディング補正データを作成する場合には黒色基準板を用いて作成することも可能である。

第１読取部２１、第２読取部２２のそれぞれについて、上記４つの類型のシェーディング補正データが作成されるため、シェーディング補正部４０３が記憶するシェーディング補正データは計８つとなる。
以下、この８つのシェーディング補正データについて説明する。

一方点灯用白基準シェーディング補正データについて説明する。
第１読取部２１の光源２３を点灯し、第２読取部２２の光源２６１を消灯する。点灯側の第１読取部２１では白色基準板からの反射光を受光して光電変換する。画像処理部４０へ出力されるこの光電変換値は第１読取部２１で受光した光量値を示すものであって、読取画像の輝度値を示すものである。この輝度値を一方点灯用白基準シェーディング補正データ（表面用）とし、これをシェーディング補正部４０３が記憶する。
同様にして、第２読取部２２の光源２６１を点灯し、第１読取部２１の光源２３を消灯して、点灯側の第２読取部２２の光電変換で得られた輝度値を一方点灯用白基準シェーディング補正データ（裏面用）として、シェーディング補正部４０３が記憶する。
すなわち、一方点灯用白基準シェーディング補正データは、一方の読取部２１又は２２において他方の読取部２１又は２２の光源からの透過光が無い状態での輝度値データとなる。

一方点灯用黒基準シェーディング補正データについて説明する。
第１読取部２１及び第２読取部２２の双方の光源２３及び２６１を消灯する。そして、第１読取部２１において受光された光量、つまり読取画像の輝度値を一方点灯用黒基準シェーディング補正データ（表面用）、第２読取部２２における読取画像の輝度値を一方点灯用黒基準シェーディング補正データ（裏面用）とし、これらをシェーディング補正部４０３が記憶する。
両方の光源を消灯することにより、一方点灯用黒基準シェーディング補正データは、一方の第１読取部２１又は第２読取部２２において他方の第１読取部２１又は第２読取部２２から透過光が無い状態での輝度値データとなる。

双方点灯用白基準シェーディング補正データについて説明する。
第１読取部２１及び第２読取部２２の双方の光源２３及び２６１を点灯する。そして、第１読取部２１において光電変換により得られた輝度値を双方点灯用白基準シェーディング補正データ（表面用）、第２読取部２２において得られた輝度値を双方点灯用白基準シェーディング補正データ（裏面用）とし、これらをシェーディング補正部４０３が記憶する。
両方の光源を点灯することにより、双方点灯用白基準シェーディング補正データは、一方の読取部２１又は２２において他方の読取部２２又は２１から透過光を受光した状態での光量値データとなる。

双方点灯用黒基準シェーディング補正データについて説明する。
第１読取部２１の光源２３を消灯し、第２読取部２２の光源２６１を点灯する。このとき、消灯側の第１読取部２１で受光した光量の光電変換値、つまり読取画像の輝度値を双方点灯用黒基準シェーディング補正データ（表面用）とし、これをシェーディング補正部４０３が記憶する。
また、第２読取部２２の光源２６１を消灯し、第１読取部２１の光源２３を点灯する。そして、消灯側の第２読取部２２において受光した光量の光電変換値、つまり読取画像の輝度値を双方点灯用黒基準シェーディング補正データ（裏面用）とし、これをシェーディング補正部４０３が記憶する。
一方の光源を点灯することにより、双方点灯用黒基準シェーディング補正データは、一方の読取部２１又は２２において他方の読取部２２又は２１から透過光を受光した状態での光量値データとなる。

次に、シェーディング補正データを用いたシェーディング補正について説明する。なお、以下に説明するシェーディング補正は、原稿Ｄの表面の画像データに対して行う例であり、第１読取部２１が記憶する表面用のシェーディング補正データを用いて行われる。原稿Ｄの裏面の画像データに対しては、第２読取部２２が記憶する裏面用のシェーディング補正データを用いることで同様のシェーディング補正が行われる。

図７は、第１読取部２１の主走査方向の位置と、その位置で第１読取部２１により得られた読取画像の輝度値の関係を示す輝度特性図である。
曲線ａは第１読取部２１の光源２３だけ点灯したときの読取画像の輝度値、曲線ｂは第１読取部２１又は第２読取部２２が受光する透過光の輝度値、曲線ｃは第１読取部２１及び第２読取部２２の光源２３及び２６１が点灯したときの読取画像の輝度値をそれぞれ示している。
図７に示すように、輝度値は主走査方向中央部が最も大きく、主走査方向の左右端部になるにつれて輝度値は減少する。つまり、本来同じ白色基準板からは同じ輝度値が得られるところ、第１読取部２１の主走査方向の位置によって輝度差が生じている。これは第１読取部２１の構成に起因するものである。

読取画像は、量子化されて出力すべき階調とされるが、輝度差が生じた状態で量子化を行う場合、不都合が生じる。量子化の際、読取画像の最高輝度値を最高階調に、最低輝度値を最低階調に対応させて、階調の割り当てを行う。例えば８ビットで０から２５５までの２５６階調を表現するとき、最低輝度値は階調０に対応させ、最高輝度値を階調２５５に対応させて階調の割り当てを行う。この際、主走査方向における中央部の最高輝度値を用いた場合、端部の最高輝度値は中央部よりも小さいため、端部では輝度値が高いにも拘わらず階調２５５に割り付けられることはない。一方、端部の最高輝度値を階調の割り当てに用いた場合、中央部の高輝度値の領域では全て階調２５５に割り付けられてしまう。

さらに、第１読取部２１、第２読取部２２は設置位置がずれているため、読取処理のタイミングがずれることとなる。そのため、読取画像においては、第１読取部２１のみ点灯した領域、第１読取部２１及び第２読取部２２の双方が点灯した領域、第２読取部２２のみ点灯した領域が存在することになる。つまり、双方が点灯した領域については第１読取部２１、第２読取部２２は互いに透過光の影響を受けて一方点灯時より輝度値が大きくなるはずである。そのため、一方点灯、双方点灯の点灯状態によって輝度差が生じることになる。
よって、シェーディング補正によって主走査方向に生じる輝度差を補正するだけでなく、両面同時読取を行う際には光源の点灯状態によって生じる輝度を補正する必要がある。

そこで、シェーディング補正部４０３は、光源の点灯状態及び主走査方向の位置に応じて生じる輝度差を補正するシェーディング補正関数を上記シェーディング補正データを用いて求め、このシェーディング関数に補正対象の読取画像の画像信号（輝度値）を入力してシェーディング補正後の輝度値を得る。シェーディング補正関数は、下記式（１）により求めることができる。
Ｋ_out ＝[（（２^ｎ−１）／（Ｗ−Ｂ））（Ｋ_in−Ｂ）] ・・・（１）
上記式（１）において、Ｋ_inは補正前の輝度値、Ｋ_outは補正後の輝度値、Ｗは白基準シェーディング補正データ、Ｂは黒基準シェーディング補正データ、ｎは最低階調から最高階調までの階調数を示すビット数を示す。

図８は、上記式（１）により求められたシェーディング補正関数を示す図である。
直線ｄ、ｅは読取部２０の光源が一方点灯の時のシェーディング補正関数、直線Ｄ、Ｅは読取部２０の光源が双方点灯の時のシェーディング補正関数を示す。また、直線ｄ、Ｄは原稿Ｄの主走査方向中央部に対応するシェーディング補正関数、直線ｅ、Ｅは主走査方向端部に対応するシェーディング補正関数を示す。

まず、一方点灯用シェーディング補正関数について説明する。
直線ｄは、読取画像の主走査方向中央部の最高輝度値である一方点灯用白基準シェーディング補正データＷ１を最高階調（２^ｎ−１）に割り当て、最低輝度値である一方点灯用黒基準シェーディング補正データＢ１を最低階調０に割り当てることによって、最低輝度値から最高輝度値までを最低階調から最高階調までの階調に量子化して割り当てた階段直線である。ここで得られる補正後の輝度値（Ｋ_out）によって、画像処理部４０はシェーディング補正が施された主走査方向中央部の画像データを生成することができる。

直線ｅは、読取画像の主走査方向左右端部の最高輝度値である一方点灯用白基準シェーディング補正データＷ１を最高階調（２^ｎ−１）に割り当て、最低輝度値である一方点灯用黒基準シェーディング補正データＢ１を最低階調０に割り当てることによって、最低輝度値から最高輝度値までを最低階調から最高階調までの階調に量子化して割り当てた階段直線である。ここで得られる補正後の輝度値（Ｋ_out）によって、シェーディング補正部４０３はシェーディング補正が施された主走査方向左右端部の画像データを生成することができる。

なお、主走査方向中央部及び左右端部以外の範囲におけるシェーディング補正については、個々の固体撮像素子２５１が受光した電気信号に基づき、直線ｄから直線ｅまでの範囲内の直線で示されるシェーディング補正関数（図示省略）で補正される。
これにより、画像処理部４０は図７に示す曲線ａを平滑化させることで、輝度差のない画像データを生成することができる。

次に、双方点灯用シェーディング補正関数について説明する。
双方点灯用シェーディング補正関数は、双方点灯用白基準シェーディング補正データＷ２、双方点灯用黒基準シェーディング補正データＢ２を上述の式１のＷ、Ｂへ入力することにより直線Ｄ、直線Ｅで示される。

直線Ｄは、読取画像の主走査方向中央部の最高輝度値である双方点灯用白基準シェーディング補正データＷ２を最高階調（２^ｎ−１）に割り当て、最低輝度値である双方点灯用黒基準シェーディング補正データＢ２を最低階調０に割り当てることによって、最低輝度値から最高輝度値までを最低階調から最高階調までの階調に量子化して割り当てた階段直線である。ここで得られる補正後の輝度値（Ｋ_out）によって、シェーディング補正部４０３はシェーディング補正が施された主走査方向中央部の画像データを生成することができる。

直線Ｅは、読取画像の主走査方向左右端部の最高輝度値である双方点灯用白基準シェーディング補正データＷ２を最高階調（２^ｎ−１）に割り当て、最低輝度値である双方点灯用黒基準シェーディング補正データＢ２を最低階調０に割り当てることによって、最低輝度値から最高輝度値までを最低階調から最高階調までの階調に量子化して割り当てた階段直線である。ここで得られる補正後の輝度値（Ｋ_out）によって、シェーディング補正部４０３はシェーディング補正が施された主走査方向左右端部の画像データを生成することができる。

なお、主走査方向中央部及び左右端部以外の範囲におけるシェーディング補正については、個々の固体撮像素子２５１が受光した電気信号に基づき、直線Ｄから直線Ｅまでの範囲内の直線で示されるシェーディング補正関数（図示省略）で補正される。
これにより、画像処理部４０は図７に示す曲線ｃを平滑化させることで、輝度差のない画像データを生成することができる。

次に、上記画像形成装置１００において原稿Ｄの両面を同時に読み取る際の動作について説明する。
図９は、第１読取部２１及び第２読取部２２による読取処理を説明するフローチャートである。本処理は、読取制御装置２００が各種制御プログラムを読み出してその実行を制御するものである。

まず、原稿Ｄの両面読取の動作が開始されると、読取制御装置２００はタイマ１〜タイマ４の４つのタイマをそれぞれ所定の時間にセットして（ステップＳ１）、導入ローラ対１２を回転させる（ステップＳ２）。
タイマ１は第１読取部２１の点灯タイミング、タイマ２は第２読取部２２の点灯タイミング、タイマ３は第１読取部２１の消灯タイミング、タイマ４は第２読取部２２の消灯タイミングを計るものである。各タイマ１〜４のセット時間は予め用紙サイズに応じて、第１読取部２１及び第２読取部２２における光源２３及び２６１が点灯及び消灯すべき時間が計測されてセット時間として設定されているものとする。
各タイマ１〜４はカウントダウン動作し、カウントがセット時間から「０」になった時点で第１読取部２１及び第２読取部２２の光源２３及び２６１がそれぞれ点灯又は消灯を行うこととなる。

原稿トレイ１１に置かれた原稿Ｄを一枚所定の搬送経路上に導入させ（ステップＳ３）、導入ローラ対１２の回転を一旦停止させる（ステップＳ４）。
読取制御装置２００は、第１読取部２１及び第２読取部２２のステータスを検知し、原稿読取処理が実行可能である場合には給送ローラ対１３を回転させ（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ステータスの検知が出来ない場合には待機する（ステップＳ５；Ｎｏ）。

読取制御装置２００は、給送ローラ対１３を回転させて、導入ローラ対１２によって導入された原稿Ｄをプラテンガラス１４上に搬送させる（ステップＳ６）。
読取制御装置２００は、プラテンガラス１４上を移動する原稿Ｄの先端が原稿位置センサ７の観測地点を通過するまで待機し（ステップＳ７；Ｎｏ）、通過し始めると（ステップＳ７；Ｙｅｓ）タイマ１とタイマ２のカウントダウンを開始する（ステップＳ８）。

タイマ１のカウントが「０」になるまでは、原稿Ｄは第１読取部２１に到達しておらず（ステップＳ９；Ｎｏ）、タイマ１のカウントが「０」になるときは（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、原稿Ｄの先端が第１読取部２１の読取地点に到達した時刻となる。このとき、読取制御装置２００は第１読取部２１に原稿読取処理を開始させる。
第１読取部２１は、光源２３を点灯させて一連の読取処理を開始する（ステップＳ１０）。第１読取部２１で点灯された光源２３の光は原稿Ｄの表面に照射され、原稿Ｄの表面からの反射光をＣＩＳ２５で受光する。

タイマ１のカウント終了後、タイマ２のカウントが「０」になると（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、原稿Ｄの先端が第２読取部２２の読取地点に到達した時刻となるので、読取制御装置２００は第２読取部２２に原稿読取処理を開始させる。
第２読取部２２は、光源２６１を点灯させて一連の原稿読取処理を開始する（ステップＳ１２）。第２読取部２２で点灯された光源２６１の光は原稿Ｄの裏面に照射され、原稿Ｄの裏面からの反射光をＣＩＳ２５で受光する。

読取制御装置２００は、プラテンガラス１４上を移動する原稿Ｄの後端が原稿位置センサ７の観測地点を通過するまで待機し（ステップＳ１３；Ｎｏ）、通過し始めると（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）タイマ３とタイマ４のカウントダウンを開始する（ステップＳ１４）。

タイマ３のカウントが「０」になるまでは、原稿Ｄの後端は第１読取部２１の読取地点に到達しておらず（ステップＳ１５；Ｎｏ）、タイマ３のカウントが「０」になると（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、原稿Ｄの後端が第１読取部２１の読取地点に到達した時刻となるので、読取制御装置２００は第１読取部２１に原稿読取処理を終了させる。
第１読取部２１は、光源２３を消灯させて一連の原稿読取処理を終了する（ステップＳ１６）。

タイマ３のカウント終了後、タイマ４のカウントが「０」になると（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、原稿Ｄの後端が第２読取部２２の読取地点に到達した時刻となる。このとき、読取制御装置２００は第２読取部２２に原稿読取処理を終了させる。
第２読取部２２は、光源２６１を消灯させて一連の原稿読取処理を終了する（ステップＳ１８）。

原稿Ｄが排出ローラ対１５まで搬送されると、読取制御装置２００は排出ローラ対１５を回転させる。原稿Ｄは排出ローラ対１５によって排出トレイ１６に排出され（ステップＳ２１）、排出が終了すると排出ローラ対１５は停止する（ステップＳ２２）。排出トレイ１６には原稿読取処理を終えた原稿Ｄが積載される。原稿トレイ１１に原稿Ｄがある場合には（ステップＳ２３；Ｎｏ）、ステップＳ１の処理へ移行し、上述した処理を繰り返す。原稿トレイ１１に原稿Ｄがない場合（ステップＳ２３；Ｙｅｓ）、本処理を終了する。

次に、図１０を参照して、第１読取部２１及び第２読取部２２の光源２３及び２６１の点灯及び消灯タイミングについて説明する。
Ｔ１は第１読取部２１が光源２３を点灯するタイミングチャート、Ｔ２は第２読取部２２が光源２６１を点灯するタイミングチャート、Ｔ３はタイミングチャートＴ１、Ｔ２における第１読取部２１及び第２読取部２２の光源２３及び２６１の点灯状態を示す図である。

タイマ１がカウント「０」になると第１読取部２１は光源２３を点灯させ（ｔ１）、タイマ２がカウント「０」になるまで第２読取部２２は光源２６１を消灯させる。この間に生成された表面の画像データに対しては、一方点灯用白基準シェーディング補正データ及び一方点灯用黒基準シェーディング補正データを用いたシェーディング補正を行う。

タイマ２がカウント「０」になると第２読取部２２は光源２６１を点灯させ（ｔ２）、タイマ３がカウント「０」になるまで第１読取部２１及び第２読取部２２は光源２３及び２６１を点灯させる。この間に生成された表面及び裏面の画像データに対しては、双方点灯用白基準シェーディング補正データ及び双方点灯用黒基準シェーディング補正データをそれぞれ用いたシェーディング補正を行う。

タイマ３がカウント「０」になると第１読取部２１は光源２３を消灯させ（ｔ３）、タイマ４がカウント「０」になるまで第２読取部２２は光源２６１を点灯させる。この間に生成された裏面の画像データに対しては、一方点灯用白基準シェーディング補正データ及び一方点灯用黒基準シェーディング補正データを用いたシェーディング補正を行う。

タイマ４が「１」から「０」になると第２読取部２２は光源２６１を消灯させ（ｔ４）、第１読取部２１及び第２読取部２２の光源２３及び２６１が消灯することで読取処理は終了する。
第１読取部２１によって得られた読取画像は原稿表面の読取画像として、第２読取部２２によって得られた読取画像は原稿裏面の読取画像として画像処理部４０に出力される。画像処理部４０では、表面及び裏面の読取画像を、アナログ信号処理部４１１で処理を施した後、デジタル信号処理部４２２に入力する。デジタル信号処理部４２２では、シェーディング補正処理を含む各種処理を実行する。

次に、図１１を参照して、上記読取処理により得られた読取画像に対し、シェーディング補正部４０３において行われるシェーディング補正処理について説明する。
まず、図１１に示すように第１読取部２１及び第２読取部２２によって読み取られた読取画像が画像処理部４０に入力される（ステップＳ３１）。

シェーディング補正部４０３は、入力された読取画像が原稿Ｄの表面のものであれば（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、表面用のシェーディング補正データを読み出す（ステップＳ３３）。また、入力された読取画像が原稿Ｄの裏面のものであれば（ステップＳ３２；Ｎｏ）、裏面用のシェーディング補正データを読み出す（ステップＳ３４）。

読み出すシェーディング補正データは、表面用と裏面用でそれぞれ４つの種類のシェーディング補正データがある。
４つのシェーディング補正データとは、一方点灯用白基準シェーディング補正データ、一方点灯用黒基準シェーディング補正データ、双方点灯用白基準シェーディング補正データ、双方点灯用黒基準シェーディング補正データである。

次いで、シェーディング補正部４０３は、読取画像において光源の点灯状態及び読取画像の主走査方向の位置に応じてシェーディング補正データを切替えてシェーディング補正を行う。
光源の点灯状態は、読取制御装置２００から読取処理時のタイマ制御情報を取得し、当該タイマ制御情報に基づいて、第１読取部２１又は第２読取部２２の一方点灯した状態か、双方が点灯した状態かを判断する。

原稿Ｄの表面の読取画像においては、タイマ１のカウントが「０」になった時点からタイマ２のカウントが「０」になる時点までは、第１読取部２１の光源２３だけが点灯して生成された画像領域であり、タイマ２のカウントが「０」になった時点からタイマ３のカウントが「０」になる時点までは、第１読取部２１及び第２読取部２２の双方の光源２３及び２６１が点灯して生成された画像領域となる。この画像領域は、タイマ制御情報に基づいて読取制御装置２００により設定される範囲であり、画像処理部４０はこの設定に基づいてシェーディング補正データを各画像領域に適用させることでシェーディング補正を行うものとする。

また、原稿Ｄの裏面の読取画像においては、タイマ２がカウント「０」になった時点からタイマ３がカウント「０」になる時点までが第１読取部２１及び第２読取部の双方の光源２３及び２６１が点灯して生成された画像領域であり、タイマ３がカウント「０」になった時点からタイマ４がカウント「０」になる時点までが第２読取部２２の光源２６１だけが点灯して生成された画像領域となる。

次いで、シェーディング補正部４０３は、読取制御装置２００で設定された画像領域に応じて、異なるシェーディング補正データを切替えてシェーディング補正を行う（ステップＳ３５）。具体的には、読み出したシェーディング補正データを用いて光源の点灯状態及び主走査方向の位置ごとにシェーディング関数を求め、当該シェーディング関数をそれぞれの画像領域に適用する。

例えば、図１２に示す原稿Ｄの表面の読取画像が得られた場合、シェーディング補正部４０３は第１読取部２１の光源２３だけ一方点灯させて生成した画像領域については、表面用の一方点灯用白基準シェーディング補正データ及び一方点灯用黒基準シェーディング補正データを用いてシェーディング補正関数ｄ、ｅ（図８参照）を求めてこれを適用する。
一方、第１読取部２１及び第２読取部２２の双方の光源２３及び２６１が点灯して生成された画像領域については、双方点灯用白基準シェーディング補正データ及び双方点灯用黒基準シェーディング補正データを用いてシェーディング補正関数Ｄ、Ｅ（図８参照）を求め、これを適用する。

原稿Ｄの裏面の読取画像においても同様である。つまり、第１読取部２１及び第２読取部２２の双方の光源２３及び２６１が点灯して生成された画像領域には、裏面用の双方点灯用白基準シェーディング補正データ及び双方点灯用黒基準シェーディング補正データを用いてシェーディング補正関数Ｄ、Ｅを求めて適用し、第２読取部２２の光源２６１だけが一方点灯して生成された画像領域については、一方点灯用白基準シェーディング補正データ及び一方点灯用黒基準シェーディング補正データを用いてシェーディング補正関数ｄ、ｅを求め、これを適用する。

すなわち、シェーディング補正部４０３は、原稿Ｄの表面又は裏面の読取画像において光源の点灯状態及び主走査方向における位置によって輝度特性が異なる画像領域に応じて用いるシェーディング補正データを切替える。
シェーディング補正部４０３は、シェーディング補正が施された読取画像を出力すると（ステップＳ３６）、本処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、読取画像の主走査方向の位置（中央部、端部）と、第１読取部２１及び第２読取部２２の光源２３及び２６１の点灯状態とに応じたシェーディング補正データを用意しておき、読取画像において読取画像の主走査方向の位置及び光源の点灯状態が異なる画像領域に応じたシェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行う。これにより、主走査方向の位置により生じる輝度差だけでなく、２つの各読取部２１及び２２の光源２３及び２６１の点灯状態によって生じる輝度差をも補正することができ、適切なシェーディング補正を行うことができる。

また、本実施形態によれば、２つの対向する各読取部２１及び２２の光源２３及び２６１について、一方が点灯時には他方を消灯させる等の読取部２０の動作について制限はない。そのため、優れた点滅性能及び光量出力性能の光源を用いる必要はなく、コスト面の改善を図ることができる。

画像形成装置の概要構成図である。 自動原稿搬送装置の概要構成図である。 第１読取部の概要構成図である。 第２読取部の概要構成図である。 画像形成装置の機能ブロック図である。 光源の点灯又は消灯と読取部が取得するシェーディング補正データとの関係を説明する図である。 白色基準板の主走査方向の位置と光量信号との関係を示す図である。 シェーディング補正前とシェーディング補正後との関係を示す図である。 原稿の両面を同時に読み取る読取動作を説明するフローチャートである。 光源の点灯タイミングを説明するタイミングチャートである。 シェーディング補正処理を説明するフローチャートである。 読取画像において区分けされた画像領域を示す図である。

符号の説明

１０ 自動原稿搬送装置
２０ 読取部
２１ 第１読取部
２２ 第２読取部
４０ 画像処理部
１００ 画像形成装置
２００ 読取制御装置
４０３ シェーディング補正部

Claims (6)

1. 光源を有する２つの読取部によって、原稿の表面及び裏面の画像が同時期に読み取られた読取画像に対して、前記２つの読取部の一方が点灯した際に読み取られた一方点灯時の画像領域と、前記２つの読取部の双方が点灯した際に読み取られた双方点灯時の画像領域と
   で異なるシェーディング補正データを切替えてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記シェーディング補正データは、前記２つの読取部の一方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための一方点灯用シェーディング補正データと、前記一対の読取部の双方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための双方点灯用シェーディング補正データと、を含み、
   前記シェーディング補正手段は、前記読取画像において一方点灯の画像領域に対しては一方点灯用シェーディング補正データを用いて、双方点灯の画像領域に対しては双方点灯用シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記シェーディング補正データは、前記読取部による読取画像の最高輝度値又は最低輝度値を示すデータであって、白色基準板又は黒色基準板を用いて作成され、
   前記シェーディング補正手段は、前記シェーディング補正データを用いて読取画像の輝度値を出力画像の階調に対応させるシェーディング関数を算出し、当該シェーディング関数によってシェーディング補正を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像処理装置。
4. 光源を有する２つの読取部によって、原稿の表面及び裏面の画像を同時に読み取る読取装置と、
   前記読み取られた表面及び裏面の読取画像において、前記２つの読取部の一方が点灯した際に読み取られた一方点灯時の画像領域と、前記２つの読取部の双方が点灯した際に読み取られた双方点灯時の画像領域と
   で異なるシェーディング補正データを切替えてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 光源を有する２つの読取部によって、原稿の表面及び裏面の画像を略同時期に読み取る画像読取装置であって、
   前記各読取部の読取位置における原稿画像上の位置と、前記各読取部のそれぞれの光源の点灯状態に基づいてシェーディング補正データを選択するシェーディング補正データ選択手段と、
   選択したシェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うシェーディング補正手段と、
   を備えることを特徴とする画像読取装置。
6. 前記シェーディング補正データは、前記２つの読取部の一方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための一方点灯用シェーディング補正データと、前記一対の読取部の双方を点灯させた場合に生じる輝度差を補正するための双方点灯用シェーディング補正データと、を含み、
   前記シェーディング補正手段は、前記読取画像において一方点灯の画像領域に対しては一方点灯用シェーディング補正データを用いて、双方点灯の画像領域に対しては双方点灯用シェーディング補正データを用いてシェーディング補正を行うことを特徴とする請求項５に記載の画像読取装置。

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